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发明的故事合集5篇牛顿——万有引力的发现人们都知道从苹果落地中牛顿发现了万有引力定律的故事,其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。在牛顿之前,人们已经知道有两种“力”:地面上的物体都受重力的作用,天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力究竟是性质不同的两种力?还是同一种力的不同表现?牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。牛顿23岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思考。那时,乡下的孩子们常常用投石器打几个转转,之后,把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不洒出来。这一现像激发了牛顿关于引力的想像:“什么力使投石器里面的石头,水桶里的牛奶不掉下来呢?”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这对牛顿抓紧这些神奇的思想不放,一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球和地球距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是16英尺,但据推算仅得13.9英尺。在失败的困境中,牛顿没有灰心,反而以更大的努力进行辛勤的研究。1671年,新测量的地球半径值公布了。牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论,同时,还利用他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把地球看作质点时,重力加速度的计算问题。有了这两项改进,牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他认为,重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定律(即牛顿三大定律)用于行星运动,同样得出满意的正确结论。牛顿整整经过了7个春秋寒暑,到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。万有引力定律的发现,宣告了天上地面的万物都遵循同一规律运动,彻底否定了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想,这是人类认识史上的一次飞跃。发明的故事2无线电技术的发展使“千里眼”、“顺风耳”由幻想变为现实。这里的“千里眼”是指二次大战中发明的雷达。雷达发出脉冲电波,遇到敌机就会反射回来再为雷达接收器所接收,在雷达荧光屏上显出一个亮点。根据这一亮点可以算出敌机的方位、距离、高度。有经验的观察人员可从亮点显示的情况大致判断目标是什么东西。用这种方法能够发现几十公里乃至几千公里以外的飞机,当然可称“千里眼”了。然而仔细想来,从无线电雷达“看”一架飞机,或者一艘战舰,无非只是荧光屏上一个亮点,不是训练有素的人员简直莫名其妙。因此雷达探测距离确实可达千里之遥,要说是“眼”只能算艺术夸张了。出现了激光以后,货真价实的“千里眼”才有希望实现。因为激光的波长短,方向集中,从原理上讲完全可以制造出成像雷达来。那时,从荧光屏看到的将是目标的实际形象,而不是一个亮点。当然要把这种成像雷达造出来还有许多技术难题要解决,所以现在还没有这样的千里眼。可能有人会问:电视机能不能算千里眼呢?一般来说电视机能让你看到千里外的文艺节目演出、球赛实况等,也可以算千里眼了。其实,电视播送设备的“眼睛”是电视摄像管,它必须离拍摄的景和物很近才能有良好的效果。电视摄像管把摄到的图像变为电波在空中传播,然后才能在电视机上显示出来,如果两地距离超过几十公里还必须用微波中转站传送系统。严格来说并不能算是千里眼的。千里“眼”成像雷达虽然一时还做不到,但比它略逊一筹的激光雷达已经造出来了。它和微波雷达相比有不少优点:虽然两者都可用来测距、测角,但激光雷达的光波长短,光束细,精度比微波雷达高10倍以上。激光雷达从1500米的高空探测地面,光束直径仅10多厘米,可以分辨得出地形的高低变化,这也是微波雷达所做不到的。其次,激光雷达比微波雷达轻巧得多。为了在一定距离上保持同样的波束大小,激光雷达只须用直径为几厘米的透镜,而微波雷达要用直径60米以上的天线。远程微波雷达的天线,直径更大,一般要固定安装在雷达站里。而整个激光雷达用卡车就可以装运,甚至几个人就可以抬走。再有,激光雷达可以测量目标的速度等参量,这是一般雷达所做不到的。激光雷达还有良好的抗干扰性能,不受地面电波的干扰,这是军事上很受重视的一个特性。激光雷达在发展中还有一些问题要解决,如大气影响激光的传输和因光束太细而带来的搜索目标的困难等。现在常把两种雷达结合起来:用微波雷达作范围较大的搜索,搜索到目标的座标以后,再用激光雷达在小范围内跟踪目标,并精确测定目标的座标及运动速度。激光雷达是一专多能的。除了军事上用的雷达以外,还发展了非军用的雷达,它们不一定都称为雷达。有一种叫做测距仪的激光雷达可测量月球

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